Устройство для контроля расхода ресурса изделий Советский патент 1992 года по МПК G07C3/10 

Изобретение относится к устройствам контроля ресурсных показателей и может быть использовано в научных исследованиях и технике, где требуется учитывать расход ресурса в зависимости от режима эксплуатации изделия.

Цель изобретения - повышение информативности устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для контроля расхода ресурса изделия; на фиг.2 - структурная схема блока управления интеграторами; на фиг.З - пример диаграмм воздействия эксплуатационного параметра на изделие; на фиг.4 - таблица состояния блока управления интеграторами.

Устройство для контроля расхода ресурса изделий (фиг.1) содержит датчик 1 контролируемого параметра, нелинейный функциональный преобразователь 2 напряжения, задатчик 3 кода начального ресурса, счетчик 4 остаточного ресурса, счетчик 5 израсходованного ресурса, блок 6 индикации группу пороговых элементов 7.1-7п, блок 8 управления интеграторами, группу элементов И 9.1-9п. группу интеграторов 10.1-10П, 11-13 мультиплексоры, группу формирователей 14 1-14п импульса сброса, элемент ИЛИ 15, счетчик 16 непрерывно расходуемого ресурса, блок 17 сравнения, задатчик 18 адреса, группу задатчиков 19.1-19п кода непрерывно расходуемого ресурса, блок 20 переключателей, выходную шину 21, преобразователь напряжения в частоту 22. Блок 8 управления интеграторами (фиг.2) содержит элементы НЕ 23 1-23п-1, выходные шины , элементы И 24.1-24п, входные шины ai-an.

Блок 20 переключателей (фиг.1) может, например, содержать задатчик 25 адреса, группа выходов которого является выходом блока 20, переключатель 26, общие выходы которого подключены к входам задатчика 25 адреса, а первые входы являются входами

XJ СО XI

Ј

XI XI

блока 20, переключатель 27, входы которого соединены с соответствующими вторыми входами переключателя 26, а общий выход подключен к источнику управляющего потенциала (нэ фиг.1 не показан),

Любые материальные объекты (изделия) можно рассматривать как объекты, имеющие ресурс, который расходуется ими в процессе функционирования. На величину расхода этого ресурса в единицу времени оказывают влияние различные факторы, в том числе и условия эксплуатации, поэтому срок службы изделия тр под воздействием нестационарного эксплуатационного параметра Т связан с величиной этого эксплуатационного параметра функционально зависимостью Тр тр(Т).

В качестве эксплуатационного параметра может использоваться, например величина напряжения, тока, механические и климатические воздействия и т.д., а также их комплексное воздействие на изделие

Изменение интенсивности воздействия на изделие происходит дискретным обра зом, как показано на диаграмме (фиг.З). причем число дискретных значений эксплуатационного параметра п 4. Каждому такому значению соответствует конкретное численное значение расхода ресурса в единицу времени и, следовательно, режим эксплуатации.

Допустим, что режиму эксплуатации на участке tcrti соответствует непроизводительный расход ресурса, например, работа изделия в режиме Ожидание, на участках ti-t2, t2-T3, ts-t4 - производительный расход ресурса, но при этом предположим, что участок - с повышенным расходом ресурса в единицу времени, например, эксплуатация изделия в режиме Перегрузка.

На диаграмме (фиг.З) режимы эксплуатации обозначены цифрами 1-4. задавшись номинальными значениями расхода ресурса по непроизводительному и повышенному режимам эксплуатации как в суммарном виде, т.е. в течение всего времени функционирования изделия, так и единовременно, т.е. непрерывно расходуемым ресурсом можно увеличить время полезного функционирования изделия при заданной величине ресурса, например, доведя до минимума время работы изделия в режимах эксплуатации 1 - Ожидание и 4 - Перегруз- . ка.

Устройство может функционировать в двух режимах: в режиме автоматического подключения группы информационных выходов одного из интеграторов 10.1-1 On к

четвертому входу блока 6 индикации; в режиме ручного подключения.

В дальнейшем работу устройства будем рассматривать в режиме автоматического

подключения, для чего переключатель 26 устанавливается в положение, при котором к его общим выходам подключаются входы блока 20 (фиг,1).

Устройство работает следующим обра0 зом.

Сигнал с выхода датчика 1 поступает на входы пороговых элементов 7.1 -7П и на вход нелинейного функционального преобразователя 2. В зависимости от уровня входного

Ь сигнала на выходах соответствующих пороговых элементов 7.1-7п устанавливается сигнал 1, если величина сигнала превосходит порог срабатывания порогового элемента, или сигнал О, если она меньше порога

0 срабатывания.

Состояние выходов элементов 7.1-7п, подключенных к блоку 8 в зависимости от режима эксплуатации, будут соответствовать значениям,приведенным в таблице со5 стояния (фиг.4 ai-an).

В зависимости от их значения на одном из выходов Ач-Ап блока 8 устанавливается сигнал 1, а на остальных - сигнал О (фиг.4).

ССигналы с выходов блока 8 управления

интеграторами поступают:

- на входы блока 20 и далее через переключатель 26 на входы задатчика 25 адреса, который управляется сигналом 1. В зави5 симости оттого, на какой из входов задатчика 25 адреса поступает сигнал 1, на группе выходов последнего устанавливается код режима эксплуатации, т.е. адрес интегратора, в котором осуществляется контроль рас0 хода ресурса в установленном режиме эксплуатации, при этом к группе выходов первого 11 мультиплексора подключается группа выходов соответствующего интегратора;

5 - на входы задатчика 18 адреса, который управляется сигналом 1. В зависимости от того, на какой из входов задатчика 18 адреса поступает 1, на группе выходов последнего устанавливается код режима

0 эксплуатации, по которому выход соответствующего логического элемента И через второй 12 мультиплексор подключается к информационному входу счетчика 16 непрерывно расходуемого ресурса, а к второму

5 входу блока 17 сравнения через третий 13 мультиплексор подключается группа выходов соответствующего задатчика кода непрерывно расходуемого ресурса группы задатчиков 19.1-19п кода непрерывно расходуемого ресурса;

-на входы соответствующих формирователей импульса сброс 14.1-14п, при этом формироатель, на входе которого произошел переход сигнала 0-1, формирует импульс Сброс, который через элемент ИЛИ 15 поступает на вход Сброс счетчика 16, устанавливая его в нулевое состояние. Следовательно, при изменении режима эксплуатации изделия счетчик 16 непрерывно расходуемого ресурса устанавливается в исходное-нулевое состояние;

-на вторые входы элемента И 9.1-9п, при этом элементы И, на вторые входы которых поступает сигнал О, заперты и на их входе устанавливается сигнал О.

Сигнал с выхода датчика 1 преобразуется нелинейным функциональным преобразователем 2 в последовательность импульсов, частота которой пропорциональна скорости расходования ресурса работы контролируемого изделия, которая поступает на информационные входы счетчика 4 остаточного ресурса и счетчика 5 из- расходованного ресурса, при этом в счетчике 5 осуществляется прямой счет импульсов, поступающих на его вход в течение всего времени эксплуатации изделия, а в счетчике 4 в течение времени эксплуатационного изделия осуществляется вычитание поступающих на его вход импульсов из загруженного в начале эксплуатации изделия с задатчика 3 числа, равного ресурсу работы изделия (сигнал начального занесения не показан); на первые входы элементов И 9.1-9п.

С выхода элемента И 9.1-9п, на второй вход которого с блока 8 управления-интег- раторами поступает сигнал 1, поступает последовательность импульсов: на вход соответствующего интегратора группы интеграторов 10.1-1 On, группа выходов которого через мультиплексор 11 подключена к входу блока 6 индикации; на соответствующий вход мультиплексора 12, выход которого подключен к входу счетчика 16, где подсчитывается в течение времени непрерывной работы изделия в установленном режиме эксплуатации.

В случае, когда число.зарегистрированное в счетчике 16, поступающее на первый вход блока 17 сравнения, превышает заданное значение расхода ресурса при непрерывной работе изделия в данном режиме эксплуатации, поступающее на вход блока 17 сравнения с группы выходов соответствующего задатчика 19.1-19п мультиплексора 13, на выходе блока 17 сравнения вырабатывается сигнал Нарушение регламента непрерывной работы в данном режиме эксплуатации.

Сигнал с выхода блока 17 сравнения поступает на вход блока 6 индикации для световой и звуковой сигнализации и на выходную 21 шину устройства и может быть

использовано для управления режимом эксплуатации изделия.

В случае, если какой-либо режим работы изделия не регламентирован по непрерывному расходу ресурса, например, на

0 участках 2 и 3 диаграммы (фиг.З), то соответствующий вход мультиплексора 12 необходимо отключить от выхода соответствующего элемента И группы 9.1- 9П и подключить к нулевой шине устройства.

5 В этом случае при эксплуатации изделия в режимах 2 и 3 на информационный вход счетчика 16, последовательность импульсов с выхода нелинейного функционального преобразователя 2 поступать не будет и

0 счетчик 16 в этом режиме эксплуатации будет находиться в исходном - нулевом состоянии.

Таким образом, суммарное значение ресурса, находящегося в счетчике 5, израс5 ходованного изделием в течение произвольного отрезка времени эксплуатации, представляется в устройстве в виде числа Киз.

Значение израсходованного изделием

0 в течение произвольного отрезка времени эксплуатации ресурса раздельно по каждому режиму эксплуатации, представляется в устройстве в виде чисел , находящихся в группе интеграторов 10.1-10П. Значение

5 остаточного ресурса изделия после его эксплуатации в течение произвольного отрезка времени представляется в виде числа ROCT, находящегося в счетчике 4 остаточного ресурса, а значение начального ресурса изде0 лия находится в виде числа RO в задатчике 3 кода начального ресурса.

В качестве интеграторов в устройстве могут быть применены, например, счетчики импульсов с запоминанием информации

5 при отключении напряжения питания.

При работе устройства в режиме ручного подключения группы выходов одного из интеграторов 10.1-10П к четвертому входу блока 6 индикации, необходимо установить

0 переключатель 26 в положение, при котором к его общим выходам подключаются входы переключателя 27, при этом задатчик 25 адреса управляется переключателем 27. Блок 8 управления интеграторами рабо5 тает следующим образом.

Сигналы на выходах Ai-An в зависимости от значения входных сигналов на входах блока 8 управления интеграторами имеют следующие аналитические выражения:

А aia2;..;an-i an, A ai a2,...;an-i an,

A ai Э2;...;ап-1 an,

A ai a2;...;an-i an.

Устройство позволяет более правильнр организовать процесс эксплуатации изделия, увеличив тем самым время полезного функционирования за счет регламентирования времени работы изделия в режимах непроизводительного и повышенного расхода ресурса; определить коэффициент использования ресурса изделия (отношение полезного затраченного ресурса изделия, в приведенном примере R2 + Rn, к затраченному ресурсу Ri -I-R2++ Rn RMS и сделать

выводы о правильности его эксплуатации.

Формула изобретения i. Устройство для контроля расхода ресурса изделий, содержащее датчик контролируемого параметра, преобразователь напряжения в частоту, выход которого соединен с первым входом счетчика остаточно- го ресурса и входом счетчика израсходованного ресурса задатчик начального ресурса, выход которого подключен к второму входу счетчика остаточного ресурса, выходы счетчика израсходованного ресурса и выходы счетчика остаточного ресурса подключены к соответствующим первым информационным входам блока индикации, блок сравнения, выход которого соединен с управляющим входом блока индикации, отличающееся тем что, с целью повышения информативности, в него введены нелинейный функциональный преобразователь напряжения, группа элементов И, мультиплексоры, блок переключателей, группа формирователей импульсов сброса, элемент ИЛИ, счетчик непрерывно расходуемого ресурса, задатчик кода адреса, группа задатчиков кода непрерывно расходуемого ресурса, группа интеграторов, блок управления интеграторами, выход датчика контролируемого параметра подключен через нелинейный функциональный преобразователь напряжения к входу преобразователя напряжения в частоту и непосредственно к входам

пороговых элементов группы, выходы которых через блок управления интеграторами соединены с одноименными входами задат- чика кода адреса, первыми входами соответствующих элементов И группы, входами одноименных формирователей импульсов сброса группы и одноименными информационными входами блока переключателей, выход преобразователя напряжения в частоту подключен к вторым входам элементов И группы, выходы которых соединены с одноименными информационными входами первого мультиплексора непосредственно, и через соответствующие интеграторы группы с соответствующими информационными входами второго мультиплексора, выход которого соединен с вторым информационным входом блока индикации, выходы блока переключателей подключены к адресным

входам второго мультиплексора, выходы за- датчика кода адреса подключены к соответствующим адресным входам первого и третьего мультиплексоров, выходы формирователей импульсов сброса группы соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого и выход первого мультиплексора подключены соответственно к первому и второму входам счетчика непрерывно расходуемого ресурса, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выходы задатчиков кода непрерывно расходуемого ресурса группы подключены к соответствующим информационным входам третьего мультиплексора выход которого соединен с вторым входом блока сравнения, выход которого является выходом устройства.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что блок управления интеграторами

содержит группу элементов НЕ и группу элементов И, выходы которых являются выходами блока, первые входы элементов И группы объединены и являются первым входом блока, каждый последующий вход каждого элемента И групп, кроме последнего, подключен к входу соответствующего элемента НЕ группы, входы каждого из которых объединены с соответствующими входами элементов И группы и являются соответствующими входами блока.

/«

z/

Г--

Г-n t

o

/V

77

i

-fT

11

4r

91

r

Ю

Изобретение относится к устройствам контроля ресурсных показателей и может быть использовано в научных исследованиях и технике. Цель изобретения - повышение информативности устройства. Устройство содержит датчик контролируемого параметра, нелинейный функциональный преобразователь напряжения, задатчик кода начального ресурса, счетчик остаточного ресурса, счетчик израсходованного ресурса, блок индикации, группу поро- говых элементов, блок управления интеграторами, группу элементов И, группу интеграторов, мультиплексоры, группу формирователей импульсов сброса, элемент ИЛИ, счетчик непрерывно расходуемого ресурса, блок сравнения, задатчик адреса, группу задатчиков кода непрерывно расходуемого ресурса, блок управления, выходную шину, преобразователь напряжения в частоту 1 з.п.ф-лы, 4 ил.